JPH0616599B2 - Ｔｄｍａ通信方式の初期同期方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、TDMA(Time Division Mul-tiple Access：時
分割多元接続）衛星通信方式に関し、特に系に参加する
一般局の送信バースト同期確立のための初期同期方式に
関する。

〔従来の技術〕

一般的に、TDMA衛星通信系は、少なくとも一つの基準局
と、複数の一般局とから構成されている。基準局は、系
全体の同期の基準となる基準バースト信号を定期的に送
信している。各一般局はまず、このバースト信号に対し
て初期同期し、その後このバースト信号に対する同期
（バースト同期）をし、バースト同期完了後、各一般局
毎に割り当てられたタイムスロットに、各々のデータバ
ースト信号を送信することにより、各局間の通信を行っ
ている。

各一般局におけるバースト同期には、開ループによる方
法と閉ループによる方法があるが、本発明では、閉ルー
プによるバースト周期を前提とする。さらに閉ループに
よるバースト同期の初期同期にも、開ループによる方法
と閉ループによる方法があるが、本発明では開ループに
よる初期同期を前提とする。

上述の閉ループによるナースト同期は、各一般局におい
て、基準バースト信号の受信タイミングと自局の送出す
るバースト信号の送出タイミング（自局の送信バースト
信号を自局で受信したタイミング）との時間差を測定
し、この結果による誤差がゼロになるように自局の送信
バースト信号の送信タイミングを制御することによつ
て、各一般局における送信バースト・タイミング同期を
実行する方法である。この方法によると、基準バースト
信号の受信タイミングと自局の送出するバースト信号の
送出タイミングとの時間差を検出する必要があるので、
自局のバースト信号をまだ送出してない段階では、この
時間差を知ることができない。そこで、何らかの方法
で、自局のバースト信号を送出すべきタイミングを求め
る必要があり、このために行なわれる操作が初期同期で
ある。

初期同期では、自局のバースト信号の概略的な送出タイ
ミングを求め、これに基いて、TDMAフレーム上に割り当
てられた初期同期用のタイムスロットの中央付近を目指
して、初期同期用バースト信号を送出することから始め
る。

本発明に関わる開ループによる初期同期は、通信衛星の
軌動データや基準局での距離測定結果などから、初期同
期用の概略的な送出タイミングを予測し、初期同期を始
める方法である。

従来から、この種の開ループによる初期同期には、逐次
初期同期及び並列初期同期と呼ばれる方法がある。

逐次初期同期は、初期同期用タイムスロットが、TDMAフ
レーム上に各一般局用に共通のタイムスロットとして設
けられ、各一般局の初期同期は、一局ずつ実行される方
法である。

一方、並列初期同期は、初期同期用タイムスロットがTD
MAフレーム上に、各一般局用に個別に設けられ、各一般
局の初期同期が、各々独立に並列に実行される方法であ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、系に参加する一般局が多数の場合、上述した従
来の逐次初期同期では、初期同期の実行が一局ずつであ
るために、全ての一般局の初期同期を実行するのに時間
がかかりすぎるという欠点がある。また、並列初期同期
では、全ての一般局に対し個別に初期同期用タイムスロ
ットを割り当てようとすると、全ての一般局に対して初
期同期の実行に十分な長さのタイムスロットが割り当て
られないという欠点がある。

〔問題を解決するための手段〕 上記欠点を解決するために、本発明のTDMA通信方式の初
期同期方式は、系に参加する各一般局が共通に使用可能
な第１の初期同期用タイムスロットと、少数の一般局単
位に個別に割り当てられ、少数の一般局単位が専用に使
用可能な第２の初期同期用タイムスロットとをTDMAフレ
ーム上に有し、基準局は、各一般局の初期同期の完了／
未完了状態を監視し、この監視結果と系の運用状態から
各一般局のうちどの一般局に第１及び第２のタイム・ス
ロットのうちどれを使用させるかを決定し、指令を送出
する手段を有し、指令を受ける一般局は、送信バースト
同期確立のための初期同期手順が実行される手段を有し
ていることを特徴としている。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるTDMA通信方式の初期同期に使用
されるTDMAフレーム形式の一実施例である。図におい
て、Ｒは基準バースト信号用のタイムスロット、Ｓ_１，
Ｓ_２，……Ｓ_ｎ（ｎは一般局数）は、各一般局が初期同
期の終了後の定常時のバースト同期用のタイムスロット
である。SAWは、逐次初期同期用のタイムスロット、PAW
₁，PAW₂，……PAWiは並列初期同期用タイムスロットで
ある。また、並列初期同期用タイムスロットPAW₁，PA
W₂，……PAWiは、データバースト信号送信用のタイムス
ロットＤ_１，Ｄ_２，……Ｄ_ｒとしても使われ、PAW₁はD₁
及びD₂に、PAW₂はD₃及びＤ_４に使われ、PAW₃以下も同様
に使用される。ここで、PAW₁は一般局１または２のどち
らか一方が、データバースト信号の送信に使用している
場合には、一般局１または２の初期同期用のタイムスロ
ットとしては使用できない。

なお、通常、バースト同期用のタイムスロットＳ_１，Ｓ
_２，……，Ｓ_ｎの順序とデータバースト送信用のタイム
スロットD₁，D₂……Ｄ_ｎの順序がこの順序で１対１に対
応する場合は少ないが、説明を簡単にするためこの順序
で１対１に対応しているものとする。つまり、バースト
信号Ｓ₁を送信する局（一般局１）がデータバーストＤ₁
を送信し、バースト信号Ｓ₂を送信する局（一般局２）
がデータバーストＤ₂ を送信し、以下も同様とする。

第２図は、本発明による基準局側の一般局送信同期制御
部の一実施例のブロツク図である。図において、受信状
態監視回路１は、受信された一般局から送信されたバー
スト信号１１（信号１１）からどの一般局の初期同期が
終了しているかを知り、その結果を信号１２として、初
期同期選択回路２へ出力する。初期同期選択回路２で
は、信号１２及びネットワークコントローラから出力さ
れるTDMA通信系制御情報信号１３（信号１３）のどの一
般局を立ちあげるのかの情報をもとにして初期同期が必
要な一般局に対して、逐次初期同期が並列初期同期を行
わせるかを選択（選択例は後述する）し、その結果を信
号１４として一般局送信同期制御回路３へ出力する。一
般局送信同期制御回路３は、ネットワークコントローラ
から出力されるTDMA通信系制御信号１３（信号１３）及
び信号１４をもとにして、各一般局に対する最終的な、
逐次同期または、並列同期の指示及びその他各一般局送
信同期制御情報を信号１５として出力する。この信号１
５は、基準バースト信号に挿入されて各一般局に送信さ
れる。

第３図は、一般局側における初期同期を説明するため
の、送信同期制御部の例である。

この図を用いて、一般局における初期同期手順を説明し
ていく。

１）まず、基準バースト信号の受信タイミング信号２４
（信号２４）を基準として、送信TDMAフレーム・カウン
タ回路６がその一般局におけるだいたいの送信TDMAフレ
ーム・タイミングを生成する。

２）次に、自局送信同期制御回路４は、基準局からの送
信同期制御情報信号１５（信号１５）に従って、並列／
逐次のどちらの初期同期を実行するかを決定する。その
結果が、信号２６を通して自局バースト信号生成回路７
に入力される。この回路７は送信TDMAフレーム・カウン
タ回路からのカウンタ出力信号２８（信号２８）に基い
て、信号２６によって入力される初期同期を実行する領
域（並列初期同期用タイムスロット／逐次初期同期用タ
イムスロット）の中心に向けて、その一般局の初期同期
用バースト信号２９を送出する。

３）一方、並列／逐次のどちらの初期同期を実行するか
の判定結果は、信号２５を通して、自局バースト信号位
置誤差検出回路５にも入力される。この回路５は信号２
５によって、自局初期用バースト信号と基準バースト信
号との間の正規時間差を知ることができる。また、自局
バースト信号位置誤差検出回路５は、衛星を折り返して
受信される自局の初期同期用バースト信号の受信タイミ
ング信号２３（信号２３）と、基準バースト信号の受信
タイミング信号２４（信号２４）との間の時間差を測定
する。その測定された時間差と上記の正規時間差を比較
することによって、TDMAフレーム中の正規位置からの自
局の初期同期用バースト信号の位置誤差を知ることがで
き、その誤差情報信号２７（信号２７）を通して送信TD
MAフレーム・カウンタ回路６へ知らせる。

４）回路６は、信号２７に従って、その一般局における
送信TDMAフレーム・タイミングを補正する。

５）回路７は、４）において補正されたカウンタ出力に
基いて、自局の初期同期用バースト信号２９を送出す
る。

６）１）〜３）を繰り返して、自局の初期同期用バース
ト信号の位置誤差が、ＴＤＭＡフレーム上で悪影響（例
えば、他局のバースト信号用のタイムスロットとぶつか
ってしまうようなこと）を及ぼさない値以内になったな
らば、初期同期を終了する。

なお、第３図のシステムは、初期同期がとれた後の定常
的な同期にも用いられるものである。

次に、第１図及び第２図を用いて、一般局における初期
同期方法の選択例を説明する。

まず、これからすべての一般局の初期同期を開始する場
合について、説明する。基準局の一般局（送信同期）制
御部３は、信号Ｄ及び信号Ｅから、一般局１，３，５，
７……２ｎ−１に対して並列初期同期の指令を出力し、
一般局２に対して逐次初期同期実行の指令を出力する。
（ここで、逐次初期同期実行の指令は局番の小さいもの
から順に出力されるものとする。）上記の指令を受信し
た各一般局は、前述したように初期同期を実行し、終了
すると自局の同期用バースト信号用のタイムスロットＳ
_ｉの位置に同期用バースト信号を送信する。

基準局では、同期用バースト信号を受信し、監視するこ
とによって、各一般局の初期同期の終了／未終了を監視
する。

例えば、一般局５，７の同期用バースト信号が検出でき
るようになれば、一般局５，７の初期同期が終了したも
のとして、一般局６，８に対して、並列初期同期実行の
指令を出力する。また、一般局２の同期用バースト信号
が検出できるようになれば、一般局２の初期同期が終了
したものとして、一般局４に対して逐次初期同期実行の
指令を出力する。

このような手順を実行することにより、順次各一般局の
初期同期が実行される。

次に、データ・バースト信号によってタイムスロットＤ
₁及びＤ₃がすでに定常的に使用されていて、一般局２，
４，５に初期同期を実行させる場合について説明する。

基準局は、一般局２に対して、逐次初期同期実行、一般
局５に対して並列初期同期実行の指令を出力する。上記
の指令を受信した一般局２は、前述したように初期同期
を実行し、終了すると自局の同期用バースト信号用タイ
ムスロットＳ₂の位置に同期用バースト信号を送信す
る。基準局ではＳ₂の位置に同期用バースト信号が検出
されたことによって、一般局２の初期同期が終了したも
のとして、一般局４に対して逐次初期同期実行の指令を
出力する。

このような手順を実行することにより、一般局２，４，
５の初期同期が実行される。

〔発明の効果〕

以上のような本発明によれば、TDMAフレームを有効に利
用した初期同期方式が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるTDMA通信方式の初期同期方式に
おいて使用されるTDMAフレーム形式の一実施例、 第２図は、本発明によるTDMA通信方式の初期同期方式の
基準局側の一般局送信同期制御部の一実施例のブロック
構成図、第３図は、一般局側の自局の送信同期制御部の
一実施例のブロック構成図を示す。 １……受信状態監視回路、２……初期同期選択回路、３
……一般局送信同期制御回路、４……自局送信同期制御
回路、５……自局バースト信号位置誤差検出回路、６…
…送信TDMAフレーム・カウンタ回路、７……自局バース
ト信号生成回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】系に参加する各一般局が共通に使用可能な
   第１の初期同期用タイムスロットと、少数の一般局単位
   に個別に割り当てられ、少数の一般局単位が専用に使用
   可能な第２の初期同期用タイムスロットとをTDMAフレー
   ム上に有し； 基準局は、各一般局の初期同期の完了／未完了状態を監
   視し、この監視結果と系の運用状態から前記各一般局の
   うちどの一般局に前記第１及び第２のタイム・スロット
   のうちどれを使用させるかを決定し、指令を送出する手
   段を有し； 前記指令を受ける一般局は、送信バースト同期確立のた
   めの初期同期手順が実行される手段を有していることを
   特徴とするTDMA通信方式の初期同期方式。